山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍數據庫管理系統設計與實現

陳俊卿

（山西省測繪地理信息院第一測繪院，山西 太原030002）

0.引言

黨的第十九次全國代表大會第一次明確提出實施鄉村振興戰略。這是未來促進我國農業農村現代化的總戰略，也是今后我國“三農”工作的總抓手[1-4]。開展農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查，不僅是保護村民合法權益、促進農村秩序和穩定的一項重要措施，而且還能明晰集體土地產權，為后續的宅基地確權登記以及土地流轉工作提供參考依據[5-8]。因此，開展農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查能夠適應社會經濟發展的需要，同時也是科學進行土地管理的必然要求[9,10]。

由于傳統的兩權確立涉及到矢量、影像等數據，數據量大，而且數據分散在各級部門，數據的連續性和完整性不高，且后續每年的變更維護數據量也在不斷增長，且傳統的農村宅基地和集體建設用地確權工作主要側重人工方面，硬拷貝式的管理易于造成資料堆積、混亂、查詢不便、永久性丟失數據等問題。隨著互聯網信息技術的發展，以及數據庫管理技術的革新，使得海量數據信息化安全化存儲和管理成為可能[11]。

山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍確權工作開始于2013年。按照國土資源部的要求和安排，此次山西省兩權確立工作涉及到的縣、市共有119個，涉及區域廣、數據量大，加之數據結果涉密，因而研制可供用戶高效安全查詢分析使用的地籍調查省級數據庫管理系統極其重要。本文根據山西省土地確權項目資料，利用數據庫、軟件開發等關鍵性技術，采用C/S架構的模式開發、NET系統開發的基礎架構平臺，Oracle數據庫平臺，在軟件基礎架構平臺（.NET）的基礎上，形成一體化的應用開發與集成環境，開發山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查省級建庫軟件。此軟件可高效進行數據處理和分析等工作，最大程度保證發證工作順利展開，也為下一步不動產登記數據庫建立相關土地數據。

1.系統建設目標及內容

根據山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查項目需求和數據特點，結合相關單位對項目建設的要求以及工作業務需要，利用數據庫、軟件開發等技術研制山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查省級建庫軟件，使其能夠建立山西省農村集體建設用地和宅基地使用權發證數據管理系統。該數據庫管理系統以山西省農村集體建設用地和宅基地使用權省級建庫匯交成果為數據基礎，主要具備數據庫建設和管理、數據查詢和瀏覽、數據統計和數據提取等功能，主要包括數據查詢、數據存儲管理、數據統計、數據導出、系統管理等模塊。以土地使用管理和所有權信息管理為核心職能，通過結合信息系統獲取的各種數據和信息，構建相應的數字化檔案和數據庫，實現山西省建設用地和居住用地使用權數據的信息化管理，為高效快速完成數據工作，切實提高兩權確權登記工作效率奠定基礎。

2.系統總體結構設計

2.1 系統開發平臺

系統采用C/S架構的模式開發，基礎架構平臺采用.NET平臺，數據庫平臺選用oracle。在軟件基礎架構平臺（.NET）的基礎上，形成一體化的應用開發與集成環境，開發山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查省級建庫軟件。其中，山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查質檢系統是單機版應用程序系統，便于下發各級單位進行數據檢查處理；山西省農村集體建設用地和宅基地使用權土地所有權調查數據庫管理系統采用C/S架構等應用系統。

在系統開發過程中，遵守IT主流技術和行業標準可實現子系統之間的集成和協作。對每個子系統都使用面向對象的系統設計，以確保系統功能組件的高內聚和低耦合特性。此外，還應確保系統在子系統之間具有良好的可擴展接口，該接口能確保系統的后續和連續擴展。

2.2 系統總體框架設計

根據招標文件中的設計要求，本項目在執行過程中，要嚴格遵循支持海量數據存儲、滿足高效運行需求，并具備穩定性、可擴展性、易用性、實用性要求。系統的總體框架（如圖1所示）。從圖1中可以看出：在邏輯上，整個系統可以分為5個不同的層次：基礎結構層、數據層、支持層、應用程序層和用戶層。每層的具體結構和功能如下：

圖1系統總體框架

2.2.1基礎設施層

基礎設施層是為系統提供基礎支撐的硬件設備，主要包括硬件、網絡及其他設備。

2.2.2 數據層

山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查的省級數據庫建庫軟件所用的數據庫包括山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查的系統數據庫和省級數據庫；其中省級數據庫以農村“兩權”地籍調查數據庫數據、權屬調查檔案及控制點點之記掃描件等空間數據；及工作報告、技術報告、數據庫建設報告、地籍測量控制資料、成果驗收結論、檢查及整改情況的說明、數據庫檢查報告、數據庫成果匯交清單、數據情況說明等文檔資料集成形成。本項目將通過檢查的各類數據進行建庫，形成山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查省級數據庫。

2.2.3 支撐層

支撐層使用統一的方式，通過空間數據庫引擎和數據訪問中間件來訪問數據庫中的空間和非空間數據。

2.2.4 應用層

應用層共包含5個模塊，分別是數據查詢模塊、數據統計模塊、數據導出模塊、兩權數據管理模塊、系統管理模塊。

2.2.5 用戶層

包括領導、作業組長、作業員、一般人員、平臺管理員等。

3.入庫數據收集整理與檢查

3.1 數據收集整理

3.1.1 已有數據格式轉換

由于收集到的行政界線數據、地類圖斑數據和地籍區、子區成果數據，其格式多樣，不滿足坐標系統轉換軟件要求，需要進行格式轉換，經匯總批量轉換數據格式為軟件支持的*.shp格式。

3.1.2 收集數據坐標系統轉換

由于收集到的成果數據與坐標系統不一致，有獨立坐標系和1980西安坐標系，為了基準統一，需進行坐標系統轉換，將已收集1980西安坐標系統數據換算到相應地區的獨立坐標系。

3.1.3 匯交方案編寫及入庫匯交包制作

整合已收集的矢量數據以及實測宗地、房屋、測量控制點、界址點、界址線等空間矢量數據制作入庫匯交包，并按照相關依據對入庫數據做出進一步質檢。

3.2 數據檢查

以《城鎮地籍數據庫標準》TD/T 1015-2007及《山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查成果庫數據匯交細則》作為數據檢查依據，對兩權匯交數據包進行檢查：

3.2.1 數據匯交包數據結構檢查

成果數據命名及格式的規范性、完整性、有效性檢查。

3.2.2 矢量數據圖層檢查

矢量數據的圖層名稱、圖層字段、字段長度、字段類型、小數位數、字段閾值、代碼一致性、單（多）圖層拓撲檢查。

3.2.3 屬性表數據檢查

屬性表數據的表名稱、字段、字段長度、字段類型、小數位數、字段閾值、字段字典的正確性檢查。

3.3 數據坐標轉換

由于入庫數據坐標系是地方獨立坐標系，與省級建庫標準不符，所以需要先從地方獨立坐標系求解參數后轉換至1980西安坐標系，再由1980西安坐標系求解參數后轉換至CGCS2000坐標系,使入庫數據格式規范、標準統一，滿足省級數據庫建庫要求。

首先選擇轉換模型，選取兩個坐標系的重合點，計算轉換參數，通過轉換參數，采用逐要素逐點轉換方法進行坐標轉換，對轉換成果進行精度檢測。目前常用的坐標轉換模型有：布爾沙模型、三維七參數轉換模型、二維七參數轉換模型、三維四參數轉換模型、二維四參數轉換模型、多項式擬合模型。

本文采用布爾沙模型，公式如下：

式中X1，Y1，Z1，為原坐標系坐標；X2，Y2，Z2，為目標坐標系坐標；TX，TY，TZ，D，DX，DY，DZ為七參數。

4.系統數據庫設計

4.1 數據庫結構

根據《城鎮地籍數據庫標準TD/T 1015-2007》，結合山西省“兩權數據”特點，設計的數據庫主要結構（如表1所示）：

表1數據庫主要結構表

山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查數據主要的土地權屬、土地利用和表格數據的數據集均包含數個圖層，并給出了中文名和英文名，同時給出了幾何特征與約束條件，這為系統數據庫設計奠定了基礎。

4.2 系統數據庫設計

系統數據庫設計主要包括數據庫存儲設計、完整性設計、索引設計和安全性設計。為了支持海量數據的存儲和組織，需要使用ArcGIS+Oracle模式來管理數據，并將數據庫服務器中70%～80%的內存用作數據庫內存。系統表空間除了存儲數據庫業務數據和數據字典中的數據外，其他數據一定不能存儲其內。表空間數據文件采用自動擴展的方式，并且擴展容量塊的大小將擴展為2的整數倍。數據庫字符集配置為UTF字符集，以便數據庫能夠正確支持中文，英文和其他語言。完整性設計采用主鍵約束外鍵關聯方式。關鍵表的父表必須具有主鍵，并且主鍵字段或組合字段滿足非空屬性和唯一性的要求。與數據庫較大的表相對應，需要指定索引段。對于關聯兩個表的字段，通常分別建立主鍵和外鍵。是否實際建立外鍵取決于對數據完整性的要求。為了提高性能，數據庫中較大的表需要外鍵索引。對于需要在查詢中用作查詢條件的字段，應考慮構建索引并最終根據性能需求決定是否構建索引。對于復合索引，索引字段的順序更為關鍵，查詢頻率越高，應自動置于索引組合最前面。此外，考慮到兩權調查結果的機密性、系統安全設計旨在網絡可用性、平臺可用性、數據機密性、訪問可控性以及網絡操作的可管理性以防止數據丟失和黑客惡意盜竊。

5.系統功能模塊設計

5.1 系統管理模塊

系統管理模塊可進行用戶組管理、新建用戶、用戶管理、權限設置、權限生成、系統日志管理、行政區劃配置、存儲配置管理、系統配置、使用幫助等操作。其中，用戶組管理功能可以進行用戶組的創建、刪除和修改，并對用戶組內用戶進行管理。用戶組可以將系統用戶分為不同的分組，對不同的分組設置不同的權限，方便管理用戶對系統數據和功能的操作權限，增加系統的安全性。該功能只對有權限的用戶開放。新建用戶功能實現創建一個系統用戶，新用戶初始權限與所在用戶組一致，可以通過權限設置功能對單個用戶的權限進行設置，但是用戶的權限不會超越所在用戶組的權限。用戶管理功能實現了對系統用戶信息的管理，可以對系統用戶信息進行修改和刪除，此功能僅限超級管理員使用。對系統角色以及用戶的權限進行管理和分配，以達到不同的用戶具有不同的系統使用權限目的。系統日志管理功能能夠實時記錄操作人員對系統的執行的操作，保證系統的安全性。存儲配置管理功能主要對專題監測文件數據存儲路徑的配置、支持分布式服務器磁盤陣列和成果存儲路徑的配置和管理。系統配置功能主要配置系統的Oracle數據庫和空間數據庫，該配置包括服務器地址、Oracle數據庫用戶名和密碼。配置信息會以配置文件的形式進行存儲，并在下次打開系統時自動加載并連接數據庫，如果連接失敗，則會再次彈出系統配置界面，提示用戶進行配置。使用幫助功能，可以使用戶方便快速地了解系統功能操作。

5.2 數據質檢與方案配置?？?/h3>

為保證山西省住宅兩權調查結果順利入戶，需要針對各地匯交的兩權數據進行數據質檢工作。結合山西省數據特點，定制數據檢查軟件，快速準確地找出數據中的錯誤，方便后續數據統計部門的分析匯總。數據質檢模塊主要包括方案選擇、數據質檢、質檢結果查看和質檢結果導出等功能，實現了標準數據的快速質量檢查、檢查后的結果記錄查看，以及錯誤記錄便捷導出，為數據作業單位提供了非常方便的數據檢查功能。方案配置模塊主要包括新建方案、刪除方案和保存方案等功能，實現了數據檢查方案的管理，用戶可以根據自己的需要，靈活配置檢查項，數據質檢過程中可以按質檢方案進行數據檢查。

數據質檢實現了一鍵式自動化數據質量檢查的功能。手動選擇數據包路徑和檢查方案后，點擊開始檢查，即可實現全自動數據質量檢查。質檢結果查看功能提供數據質檢結果的瀏覽功能。用戶可通過選擇不同的質檢結果分類來查看各種質檢錯誤，如果是矢量錯誤，雙擊錯誤記錄還可以在地圖頁面進行定位。錯誤記錄查看可以使用戶快速定位到數據問題的所在，縮短作業人員查找數據錯誤的時間，提高作業效率。質檢結果導出功能實現了數據質量檢查結果的導出，結果導出支持Excel表格和Mdb數據庫兩種方式的導出，方便作業人員進行錯誤對比查看。

5.3 數據查詢統計模塊

山西省農村集體建設用地和宅基地使用權地籍調查省級數據庫管理系統包括數據查詢模塊、數據統計模塊、數據導出模塊、兩權數據管理模塊和系統管理模塊等功能模塊。實現了兩權數據的入庫管理、展示、查詢、統計，以及系統管理等功能。

數據查詢模塊是通過多種方式，對要素信息的查詢、顯示、讀取。主要功能為：點查詢、線查詢、矩形查詢、多邊形查詢和SQL自定義查詢等。數據統計模塊是針對已入庫的宗地數據，依據統計報告提綱中的統計項進行功能開發和數據統計，統計結果以統計表、統計圖的方式展示，該模塊主要包括：宗地數量面積統計、宅基地數量面積統計、集體建設用地數量面積統計、國有建設用地數量面積統計、有權利人的JC宗地數量面積統計、共用宗數量面積統計、按面積分級統計、宅基地平均占地面積統計、一戶多宅情況統計、集體建設用地數量和面積統計、街巷用地數量面積統計和空閑地數量面積統計等功能。

5.4 兩權數據管理模塊

兩權數據管理模塊包括地圖顯示、數據管理、屬性表入庫、矢量數據入庫、文件數據入庫、注記入庫和空間數據方案管理等功能模塊，實現了數據庫方案配置、數據入庫和數據瀏覽管理等功能。

6.結束語

通過開發山西省農村集體建設用地和住宅基地數據庫管理系統，極大滿足海量數據存儲查詢分析的現實需要，大大提高兩權登記效率。通過該數據庫管理系統，我們可以全面了解山西省農村土地的使用類型、數量、分布、所有權、界址等產權信息，并對農村集體建設用地和宅基地的使用進行總體分析。為兩權登記發證工作順利完成創造條件。